Evaluation and mapping of soil erosion susceptibility: an example from Kenya

Abstract. The erosion susceptibility of the Erosion Research Farm at Kabete Campus was mapped using a qualitative parametric method. A grid soil survey of the 4 ha farm was combined with a map of slope gradients, slope segments being delineated by breaks in slope. Rainfall erosivity and soil erodibility were also measured. Areas with the greatest erosion susceptibility according to this method were those occupying convex slope positions and slopes of more than 30%. Field observations and soil loss measurements generally supported the erosion susceptibility rating map produced by this method. The soil and erosion susceptibility maps were useful for planning erosion control measures and for selecting suitable sites for runoff plot experiments.     

基于GIS和CSLE的陕西省土壤侵蚀定量评价方法研究

通过对陕西省土壤侵蚀的定量评估,探索省域尺度上土壤侵蚀定量评价制图方法,以期为第四次全国土壤侵蚀普查提供技术支撑.利用陕西省日降雨数据、土壤类型图、土地利用图、DEM、植被覆盖图,选择CSLE模型.在ArcGIS平台上计算研究区2006年土壤侵蚀量,并与水利部标准评价结果进行对比分析.探索了坡度坡长变换对土壤侵蚀的影响.定量化的评价结果能较好的反映气候,土壤及水保措施对土壤侵蚀的影响,比水利部标准评价结果更能反映实际侵蚀.坡度坡长变换后对土壤侵蚀有明显影响.在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观反映土壤侵蚀情况及其主要影响因子,对区域治理和有关决策有极其重要参考价值.为了准确真实的反映土壤侵蚀程度,必须进行坡度坡长变换.     

青藏高原永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图

以青藏高原为研究区,采用数字土壤制图方法,进行了少量调查样本支持下的永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图研究。利用土壤和景观环境之间关系,筛选建立了活动层厚度预测指标集:地表昼夜温差、海拔、坡度、坡向、归一化植被指数(NDVI)、母岩。利用样点个体代表性方法实现了该区永冻土活动层厚度分布制图,取得了较高的精度和分辨率,克服了永冻土活动层厚度模拟过程中数学物理模型难以进行空间扩展制图以及半经验模型制图分辨率粗的局限。针对调查样点全局代表性较差以及数量有限的局限,本研究没有采用常规的一次性全样本最优建模方式,而采取多次抽样分别建模方式,获得预测指标集和制图结果。     

珠穆朗玛峰自然保护区地层地貌与植被覆盖变化关系的研究

根据2000—2009年MODIS NDVI/EVIMOD13Q1数据、2004—2007年TM、ETM数据、SRTM 90m分辨率高程数据和国家1∶250万地质图,通过对图像的处理和解译,生成珠穆朗玛峰自然保护区的地质图、植被图、高程图、NDVI—Max变化状况图以及坡度图。在分析了各图间空间分布关系之后得出,珠穆朗玛峰自然保护区内出露最多的岩层为中—上元古界地层和第四系地层,其中在2000—2009年间,中—上元古界地层之上的植被覆盖变化情况要好于第四系地层之上的植被。其原因主要是因为中—上元古界地层主要位于珠峰南坡,该区域地形相对复杂,海拔落差较大,平均坡度也较大;第四系地层主要位于珠峰北坡,这一区域海拔高度较为稳定,地势相对平缓,坡度较小。虽然珠峰南坡的气候条件优于北坡,但地质地貌的因素造成北坡的环境更适合人类居住。因此造成了这两种地层上植被覆盖变化的不同。     

坡度分级方法对坡度制图的影响

[目的]利用多种分级方法进行坡度制图,探究不同分级方法对坡度制图带来的影响。[方法]选取陕西省绥德县,陕西省眉县境内的秦岭山区,黑龙江拜泉县的3个样区,用多种分级法对坡度进行分级,利用量化指标分析坡度分级对坡度格局和统计分布的影响。[结果](1)就一个样区而言,分位数或Evans分级法比较好;不同地区比较,选用统一分级方案较好;(2)分级后的坡度空间变异急剧减少;(3)所有分级都使坡度信息有所损失;(4)所有分级均难以准确表现坡度的统计分布规律。[结论](1)坡度表面和自然断点分级方法效果较好。(2)随着分级间距的增加,坡度信息量快速减少。(3)坡度统计分布的分析须用坡度表面和自然断点分级进行制图。     

基于CSLE模型的巴基斯坦土壤侵蚀评价

通过制作土壤侵蚀图,分析土壤侵蚀主控因子,为巴基斯坦水土流失与保护提供合理的科学依据及治理参考.以土壤侵蚀抽样调查单元数据和土壤侵蚀因子数据为数据源,基于CSLE模型分别以空间插值法和地图代数法定量计算巴基斯坦水蚀区土壤侵蚀图,以空间插值结果为参照对地图代数计算结果做直方图匹配得到巴基斯坦水蚀速率图;采用水利部SL 1...     

MODIS数据在土壤侵蚀动态监测中的应用--以湖北省为例

以动态监测湖北省土壤侵蚀为例，采用三要素（即植被覆盖度、地形坡度和土地利用）专家规则模型，应用MODIS遥感影像进行土壤侵蚀强度快速估测。首先，利用MODIS数据和植被指数模型提取省内的植被覆盖度信息；其次，利用人工解译的TM影像获取土地利用图；然后，利用DEM数据生成坡度图；最后，结合土壤侵蚀强度分级指标，将这3图叠加，判断和计算侵蚀强度等级，获得省内土壤侵蚀强度等级图。运用GIS技术，通过对2004年和2005年的土壤侵蚀强度等级图分析比较，从而实现动态监测。     

国内外坡度分级和王东沟试验区的坡度组成

本文概述了联合国粮农组织、澳大利亚、国际地理学会地貌调查和制图委员会以及日本等有代表性的坡度分级;五十年代黄河中游水土保持考察队罗来兴、祁延年、苏时雨、朱震达等专家作的小流域坡度图;以及朱显谟、唐克丽和陈永宗等学者针对土壤侵蚀对坡度分级的指标。最后,着重介绍王东沟试验区的地面坡度组成和分级方案,并附坡度分级详图。     

基于GIS的陇南市土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

土壤侵蚀是地理环境多因子综合作用的结果。以水土流失通用方程为理论基础,利用国内外已有的土壤侵蚀研究成果,运用数学模型和GIS分析相结合的方法,分析降水、地形、土壤和植被因子对陇南市土壤侵蚀敏感性的影响,并按照敏感性等级标准进行土壤侵蚀敏感性评价。明确了土壤侵蚀敏感性分布规律及其地域差异。结果表明:陇南市土壤侵蚀整体敏感性较高,极敏感区和高度敏感区面积达13107.51 km2,占总面积的46.94%,主要分布在武都区、文县和礼县的中西部。轻度敏感和不敏感区面积较小,分别占总面积的17.85%和3.14%。在综合评价陇南市土壤侵蚀敏感性空间分异的基础上,针对不同敏感等级的土地利用规划提出对策。     

GIS-based landslide susceptibility mapping using analytical hierarchy process and bivariate statistics in Ardesen (Turkey): Comparisons of results and confirmations

The Ardesen area is prone to landslides because of the climate conditions, geologic, and geomorphologic characteristics of the region. As in previous years, in 2001 due to heavy rainfall there were many landslides resulting in damage and human casualties. There is still a great danger of further landslides in the region. Therefore, it is vitally important to prepare a landslide susceptibility map of the region. In this study, the analytical hierarchy process (AHP), the statistical index (Wi), and weighting factor (Wf) methods were used to produce and later compare three susceptibility maps. For this purpose, thematic layers including landslide inventory, lithology-weathering, slope, aspect, land cover, distance to stream, drainage density, and distance to road were used. In this study area, 98% of landslides occurred in highly or completely weathered units. Lithology-weathering, land cover, and slope data layers were found to be important factors in the study area. To confirm the practicality of the three susceptibility maps were compared with a landslide activity map containing 16 active landslide zones. The outcome was that the active landslide zones do not completely fit into the high and very high susceptibility classes. But 81.3% of these landslide zones fall into the high and very high susceptibility zones of the AHP method while this is 62.5% in the case of Wi method, and 68.8% with the Wf method. In spite of the results obtained in this study, the development of a susceptibility map is usually determined by the needs and available resources. The results showed that the AHP method gave a more realistic picture of the actual distribution of landslide susceptibility, than the Wi and Wf methods.     

基于复杂网络模型的黄土模拟流域坡面形态演化

坡面形态演化是坡面系统过程作用的体现,是流域地貌系统研究重要内容之一。该文运用复杂网络方法构建坡面形态空间演化结构,探讨坡面系统演变规律。采用近景摄影测量方法得到模拟黄土坡面的9期地形数据,运用面向对象分割方法,得到了7种坡形类型空间分布图。以坡形为节点,边为坡形之间的空间连接关系,构建坡面空间网络图。研究结果得到坡面网络模型属于无标度网络,具有异配网络特征,其中陡坡是坡面网络的关键节点,控制着网络空间结构。网络演化中双直形坡的平均度下降显著,陡坡节点发育影响着系统输沙量。网络结构熵开始急剧增大,经历平缓增大到稳定状态,依据网络结构熵的变化将网络演化分为发育期、发展期和成熟期3个阶段。降雨强度增大使得坡面网络的结构熵变化显著,加剧了坡面系统演化。研究表明复杂网络框架是研究地貌系统演化一种有效途径。     

基于GIS的区域性滑坡空间特征分析

 以日本岩手县早池峰山区域为研究对象,选择坡度、坡向、海拔、坡面倾斜类型、降雨、植被、土壤、地质8个因素,以GIS为工具,结合数量化理论与方法,分析和解明区域性滑坡及其影响因子的空间关系。通过航片解释得到了研究区滑坡分布图;从TM影像计算了研究区植被指数;从数字地图解析出数字高程模型(DEM),进而计算了研究区坡度、坡向、海拔以及坡面倾斜类型;从现有的研究成果提取研究区降雨特征,结合DEM得到了研究区降雨量空间分布图;从现有土地分类基本调查图上提取了土壤类型以及地质类型。通过图形迭加和数量化分析,得出了研究区域滑坡与影响因子的关系。结果表明,所选择的8个因子对滑坡均有较为明显的影响,其影响顺序依次为:海拔高度、植被状况、地质类型、降雨量、土壤类型、坡向、坡度、坡面倾斜类型。     

晋西黄土区基于地形因子的土壤水分分异规律研究

以山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,在研究区共布设313个土壤水分监测点,用TDR测定土壤(0~30cm,30~60cm)水分,经克立格(kriging)插值得到了研究区土壤水分分布图,并与基于数字高程模型(DEM)提取的研究区域坡向、坡度、高程3个地形因子分布图叠加,生成土壤水分与地形因子相对应的数据库,用以分析坡面尺度地形因子对土壤水分的影响情况及基于地形因子的土壤水分分异规律。通过主成分分析得出:地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向>高程>坡度。通过对坡向和坡度聚类分析得出:影响土壤水分分异的坡向可分为两类,即292.5°~360°(0°)~112.5°(阴坡),112.5°~292.5°(阳坡);影响土壤水分分异的坡度分为:5°~20°,20°~35°两类。依据坡度和坡向的分类结果,分别拟合土壤水分和地形因子的函数关系,求出不同坡度、坡向土壤水分的关系系数:若假定坡度为5°~20°、坡向为阴坡时,土壤水分关系系数为1,则坡度为5°~20°、坡向为时阳坡时土壤水分关系系数为0.99,坡度20°~35°、坡向为阴坡时土壤水分关系系数是0.82,坡度20°~35°、坡向为阳坡时土壤水分关系系数为0.8。     

数字高程模型和多时相MODIS数据复合的水稻种植面积遥感估算方法研究

随着搭载在TERRA卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的出现,它以数据丰富、时间分辨率高和覆盖范围广等特点,为水稻遥感估产提供了较好的数据源。该文利用水稻种植易受坡度影响的特性,从数字高程模型(Digital Elevation Models简称DEM)中提取坡度信息,考虑到MODIS能提供多时相及丰富的数据,采用DEM产生的坡度和两个时相MODIS影像数据及植被指数复合提取水稻种植面积,经过比较试验证明,在南方丘陵山区的复杂地形区域,多源信息复合相对于单纯利用单景影像数据可以明显提高水稻种植面积估算的精度。     

基于GIS的高原植被空间格局与地形因子相关关系研究

以青海省境内黄河上游茨哈峡为例,运用GIS空间分析方法,对该地区的地形因子(高程、坡度和坡向)进行提取,并与植被类型图进行叠加,运用多样性指数、均匀度等植被指数分析该区植被空间分布格局与地形因子的关系,研究了植被指数随地形的变化趋势。结果表明,植被空间分布与地形因子关系密切,亚高山暗针叶林最优生长区间为海拔3290~3880 m,坡度25°~45°的阴坡;山地圆柏林则适宜生长在同样坡度,海拔3880~4470 m的阳坡;针阔混交林、高山落叶阔叶林最优生长区间分别为15°~25°,2700~3290 m的阴坡和2995~3290 m的(半)阴坡;高寒灌丛和高寒草原在各坡度和坡向分布范围都比较广。     

3S技术在厦门市土壤侵蚀监测和评价上的应用

3S技术是集遥感(RS)、地理信息系统(GlS)和全球卫星定位系统(GPS)于一体的新兴技术。以影响土壤侵蚀最为显著的植被覆盖度、坡度和土地利用状况3大因素,按照土壤侵蚀分类分级标准的指标,应用3S技术对厦门市的土壤侵蚀状况进行快速调查,及时掌握监测区域的土壤侵蚀现状,实现对土壤侵蚀的监测和评价,同时探讨了土壤侵蚀分布的规律和成因,为今后厦门市水土保持规划和土壤侵蚀防治工作提供科学依据。     

失稳状态下土坡稳定分析的改进条分法

圆弧条分法是土坡稳定性分析的常用方法之一，但该法以假定各土条稳定性相等且与整个土坡相等为基础，属于不严密的刚体极限平衡法，存在一定的不合理性。以简单土坡为研究模型，运用改进条分法，研究了土坡失稳且土条问稳定性不等时，各土条问的传力特点、滑动规律及加速度协调条件；推导出了土坡失稳情况下，计算条间力大小及各土条稳定系数的理论公式。算例验证表明，这种方法不仅能准确分析整个土坡的稳定性，而且揭示了土坡内局部土条的稳定状态，对于实际施工具有重要参考价值。     

基于GIS和RUSLE的粤东黄冈河流域土壤侵蚀评估

以TM影像图、数字高程模型DEM、土地利用类型图、土壤数据为信息源,以GIS技术和RUSLE模型为研究方法,对粤东黄冈河流域土壤侵蚀进行了评估,并分析了影响土壤侵蚀的主要因素。结果表明,降雨是影响土壤侵蚀的最主要因素,该流域多年平均土壤侵蚀模数为1 745.5 t/(km2.a),属轻度侵蚀;地形地貌是影响土壤侵蚀的显著因素,随着地形坡度的增加土壤侵蚀模数显著增大;不同土地利用类型的土壤侵蚀量差异较大。根据研究结果,指出15°—25°、25°—35°两个坡度带和居民点及交通用地、草地为黄冈河流域土壤侵蚀防治的重点区域。     

小流域水源涵养林林木耗水基于3S技术的量化分析

圆弧条分法是土坡稳定分析常用方法之一,但该方法假定各土条稳定性相等且与整个土坡相等,这种假定存在一定的不合理性,属于不严密的刚体极限平衡法。以简单土坡为研究模型,将圆弧条分法加以改进:假定土条间传递水平内力,考虑土条稳定性不等时,研究各土条间的传力规律,提出土坡稳定状态的判别条件,分析并推导出土坡稳定情况下,计算条间力大小的理论公式;并按照分合性原则和滑动系数的重量加权平均原则,推导了由土条稳定系数计算土坡稳定系数的理论公式。     

土坡稳定分析的改进条分法

对于土地沙漠化程度的量化评价至今仍处于研究阶段,还没有比较成熟的方法。在分析已有研究成果的基础上,提出以沙漠化指数来表达区域土地的沙漠化程度。以全国沙漠化土地普查资料为基础数据源,首先确定了对具体的沙漠化土地斑块数据的标准化处理方法,然后分别对中国北方12省区沙漠化重点县进行土地沙漠化程度计算,结果表明,沙漠化指数的分布趋势与沙尘暴发生日数的分布趋势相似,沙漠化指数可以相对准确地体现区域沙漠化程度。